三维石墨烯的制备及其在电阻型气体传感器领域的应用

传统的电阻型气体传感器大多基于金属氧化物半导体材料,其能耗高、响应灵敏度较差,无法满足工业气体检测的需求。随着近几年三维石墨烯材料研究的深入,三维石墨烯及其复合材料凭借其高的比表面积和电导率,成为近几年气体传感器的研究热点之一。本文从三维石墨烯的制备方法着手,对三维石墨烯基电阻型气体传感器的性能和应用进行了综述。同时针对目前三维石墨烯基气体传感器存在的响应恢复速度慢、生产规模小等问题,提出传感芯片微型化、生产智能化等解决方法,使其成为未来工业物联网的感应前端。

金属-有机骨架衍生的功能材料在电阻型气体传感器领域的应用

金属-有机骨架(Metal-organic frameworks,MOFs)或多孔配位聚合物(Porous coordination polymers,PCPs)代表的是一类新的由有序的网状结构组成的无机-有机杂化超分子材料。由于MOFs通常具有较高的表面积,可调控的孔径、尺寸、形貌以及多样的组成等特点,在过去二十几年里,以MOFs为基础的各种微纳米材料在各个领域都引起了广泛的关注。目前,以MOFs以及MOFs衍生物为基础的功能材料已被广泛应用于催化、气体的分离与储存、储能、药物传输等诸多研究领域,而在气体传感器领域的应用相对较少。本综述介绍了近几年以MOFs为基础的功能材料在电阻型气体传感器领域的应用进展,重点归纳了由MOFs作为自牺牲模板热解生成的5种金属氧化物(Metal oxides,MO x)及其复合物在该领域的应用。同时,对电阻型气体传感器的基本构造以及金属氧化物基气敏材料的敏感机理做了简要阐述。

电阻型半导体气体传感器的概况

本文主要综述了两种类型的半导体电阻型气体传感器,表面控制型气体传感器和体控制型气体传感器,主要讲述了这两类氧传感器的原理,结构特性,制备,应用。综合了国内外研究概况,展望了以后的研究动向。

基于纳米材料气体传感器的接口电路设计

为了在测试的过程中测量纳米材料气体传感器变化的电阻信号,针对高灵敏度的纳米材料气体传感器,设计了一种宽动态范围的快速采样接口电路,基于积分电路的原理,将流经传感器的电流转换成一定脉宽的方波信号,单片机捕获脉冲时间并换算成传感器电阻值。电路在1 kΩ~500 MΩ测量范围内的最大线性误差为5%,能够应用于气体传感器的测试和标定、手持气体检测设备以及电阻测量等领域。